CN112902751A - 一种透明陶瓷基底的高屏效高透光耐温耐压屏蔽瞄准玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及屏蔽瞄准玻璃领域，具体涉及一种透明陶瓷基底的高屏效高透光耐温耐压屏蔽瞄准玻璃。包括透明陶瓷基底、光子带隙结构层与减反膜系结构层，所述透明陶瓷基底采用镁铝尖晶石透明陶瓷制备，所述光子带隙结构层Ag‑ITO‑Ag多层膜结构，通过多靶磁控溅射镀膜技术附着在透明陶瓷基底的一侧，所述减反膜系结构层包括由Nb2O5与SiO2通过多靶磁控溅射镀膜技术迭代附着在光子带隙结构层上。本发明设计巧妙，结构新颖且强度高、厚度薄，从根本上填补了弹载瞄准玻璃的空缺，适合广泛地推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及屏蔽瞄准玻璃领域，具体涉及一种透明陶瓷基底的高屏效高透光耐温耐压屏蔽瞄准玻璃。
背景技术
在导弹的发射和飞行过程中，对于瞄准窗口提出的主要要求为：高屏蔽效能，为满足电磁屏蔽要求需达到40dB以上；高透光率，为满足瞄准系统的要求需达到双面≥80％；耐高温高压，为满足导弹在发射和飞行环境，需达到180s 耐受500℃、2Mpa的环境。
目前在军工产品中已经得到了广泛的应用的电磁屏蔽可视材料以金属丝网为主，部分采用磁控溅射镀膜玻璃的技术实现，丝网屏蔽玻璃是在两层浮法玻璃或者化学钢化玻璃中间夹金属丝网，在屏蔽效能上占有绝对优势，但是其透光率比较低，且中间的聚合物胶层不耐高温；镀膜玻璃在玻璃表面通过磁控溅射镀膜方式沉积透明导电薄膜，目前应用较多的是ITO，其拥有良好的导电性，同时还有较高的可见光透过率，但是导电性很好的镀膜玻璃屏蔽效能依然不能满足电子设备电磁屏蔽的要求，且达到弹载的结构强度要求基底无机玻璃厚度一般在30mm左右，不符合弹载的减重要求。比如250目或100目不锈钢的屏蔽效能可以满足要求，但是其透光率为42％～60％，而ITO镀膜玻璃透光率可以达到80％，但是其屏蔽效能不能满足要求。
因此，有必要解决上述技术问题。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提供了一种透明陶瓷基底的高屏效高透光耐温耐压屏蔽瞄准玻璃，解决了瞄准窗口对屏蔽效能和可见光透过兼容、耐高温、耐高压的需求和超重的问题。本发明采用的技术方案如下：
一种透明陶瓷基底的高屏效高透光耐温耐压屏蔽瞄准玻璃，包括透明陶瓷基底、光子带隙结构层与减反膜系结构层，所述透明陶瓷基底采用镁铝尖晶石透明陶瓷制备，所述光子带隙结构层Ag-ITO-Ag多层膜结构，通过多靶磁控溅射镀膜技术附着在透明陶瓷基底的一侧，所述减反膜系结构层包括由Nb2O5、SiO2与MgF2通过多靶磁控溅射镀膜技术迭代附着在光子带隙结构层上。
优选地，与光子带隙结构层不同侧的透明陶瓷基底的一面也附着有一层减反膜结构层。
优选地，与光子带隙结构层不同侧的透明陶瓷基底的一面与减反膜结构层之间还附着有一层加热薄膜。
优选地，光子带隙结构层的Ag-ITO-Ag多层膜结构，由厚度分别为10nm、 5nm、10nm的Ag薄膜与ITO薄膜进行迭代制成。
优选地，所述Nb2O5为高折射率材料，所述SiO2为低折射率材料。
优选地，在多靶磁控溅射镀膜技术镀膜过程中，用作溅射源的ITO、Ag、Nb2O5与SiO2的纯度至少为99.99％。
优选地，在多靶磁控溅射镀膜技术镀膜过程中，使用氩气和氧气为溅射工艺气体。
优选地，ITO薄膜的溅射工艺条件为温度为350℃，溅射功率为1500W，Ar 流量为50SCCM，Ar流量为0.5SCCM。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
1、本发明采用镁铝尖晶石透明陶瓷为基底，镁铝尖晶石透明陶瓷具有良好的导热性能，能够承受导弹发射及飞行时的环境温度；且镁铝尖晶石透明陶瓷具有超过200Mpa抗弯强度，超过500Mpa的抗压强度，仅选用10mm厚度的镁铝尖晶石就可以满足弹载的高结构强度要求，有效地满足了减重要求。
2、本发明中采用Ag-ITO-Ag的结构，并对该结构进行减反射设计，创造性的研制出一种新型的轻质耐温耐压透明屏蔽材料，突破现有夹丝网屏蔽玻璃的透光率低和ITO镀膜玻璃的电磁屏蔽效能差的技术瓶颈，解决瞄准窗口对屏蔽效能和可见光透过兼容、耐高温、耐高压和超重的问题。
3、本发明中采用多靶磁控溅射镀膜技术制备光子带隙结构层与减反膜系结构层，有效提升了透明陶瓷与多层薄膜的附着力问题，避免了金属丝网褶皱、网感明显等问题，同时这种玻璃由于没有经过热复合或贴合，没有任何有机物，提高了玻璃整体的耐温特性。
综上所述，本发明设计巧妙，结构新颖且强度高、厚度薄，从根本上填补了弹载瞄准玻璃的空缺，适合广泛地推广应用。
附图说明
图1为本发明实施例Ⅰ结构示意图；
图2为本发明实施例Ⅱ结构示意图；
图3为本发明实施例Ⅲ结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例Ⅰ
参见图1，本发明提供了一种透明陶瓷基底的高屏效高透光耐温耐压屏蔽瞄准玻璃，包括透明陶瓷基底、光子带隙结构层与减反膜系结构层，所述透明陶瓷基底采用镁铝尖晶石透明陶瓷制备，镁铝尖晶石(MgAl2O4)的主要的参数为：具有2135℃的超高熔点，15W/(m.K)的高导热系数,比热850J/(kg·℃),密度： 3580kg/m3，热交换系数23W/(m2·K)，热膨胀系数小，能够承受导弹发射及飞行时的环境温度；具有超过200Mpa抗弯强度，超过500Mpa的抗压强度，仅选用10mm厚度的镁铝尖晶石就可以满足弹载的高结构强度要求。
所述光子带隙结构层Ag-ITO-Ag多层膜结构，通过多靶磁控溅射镀膜技术附着在透明陶瓷基底的一侧，以纯度为99.99％的ITO和Ag为溅射源，Ar和O2 为溅射工艺气体，在镁铝尖晶石透明陶瓷表面沉积多层薄膜薄膜，ITO薄膜的溅射工艺条件为温度为350℃，溅射功率为1500W，Ar流量为50SCCM，O2流量为 0.5SCCM，沉积薄膜厚度根据实际条件由小车移动速率控制，厚度41nm、61nm、 51nm、152nm的ITO薄膜的小车速率分别为718mm/min，483mm/min，577mm/min， 194mm/min。
光子带隙结构层的Ag-ITO-Ag多层膜结构，由厚度分别为10nm、5nm、10nm 的Ag薄膜与ITO薄膜进行迭代制成。
所述减反膜系结构层包括由Nb2O5、SiO2与MgF2通过多靶磁控溅射镀膜技术迭代附着在光子带隙结构层上，所述薄膜的制备参数为：溅射功率1500w、基片温度100℃、溅射气压0.67Pa、气体流量Ar：50sccm、O2：0.5sccm、小车速率设置为100mm/min(速率约1nm/s)。
实施例Ⅱ
参见图2，在实施例Ⅰ的基础上，作为优选地实施例，在与光子带隙结构层不同侧的透明陶瓷基底的一面也附着有一层减反膜结构层，提升了3％-4％的透光率。
实施例Ⅲ
参见图3，在实施例Ⅱ的基础上，作为优选地实施例，在与光子带隙结构层不同侧的透明陶瓷基底的一面与减反膜结构层之间还附着有一层加热薄膜，加热膜采用ITO薄膜。
技术效果：
一、现有的镀膜玻璃的屏蔽效能
镀膜玻璃(5Ω/□)
| 频点/Hz | 1G | 5G | 10G | 18G |
| 屏蔽效能/dB | 31 | 23 | 24 | 19 |
透光率≥82％，
微网(目数85目，丝径0.015mm)
| 频点/Hz | 1G | 5G | 10G | 18G |
| 屏蔽效能/dB | 64 | 35 | 30 | 24 |
透光率≥75％
现有的镀膜玻璃，以K9玻璃基底为例，其抗弯强度一般不超过7MPa，耐高温一般不超过500℃。
二、本发明达到的技术指标：
| 频点/Hz | 1G | 5G | 10G | 18G |
| 屏蔽效能/dB | 56 | 46 | 41 | 39 |
透光率：≥80％
本发明的瞄准玻璃，抗弯强度≥170MPa，耐高温超过2000℃。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种透明陶瓷基底的高屏效高透光耐温耐压屏蔽瞄准玻璃，其特征在于：包括透明陶瓷基底、光子带隙结构层与减反膜系结构层，所述透明陶瓷基底采用镁铝尖晶石透明陶瓷制备，所述光子带隙结构层Ag-ITO-Ag多层膜结构，通过多靶磁控溅射镀膜技术附着在透明陶瓷基底的一侧，所述减反膜系结构层包括由Nb2O5、SiO2与MgF2通过多靶磁控溅射镀膜技术迭代附着在光子带隙结构层上。
2.根据权利要求1所述的一种透明陶瓷基底的高屏效高透光耐温耐压屏蔽瞄准玻璃，其特征在于：与光子带隙结构层不同侧的透明陶瓷基底的一面也附着有一层减反膜结构层。
3.根据权利要求2所述的一种透明陶瓷基底的高屏效高透光耐温耐压屏蔽瞄准玻璃，其特征在于：与光子带隙结构层不同侧的透明陶瓷基底的一面与减反膜结构层之间还附着有一层加热薄膜。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种透明陶瓷基底的高屏效高透光耐温耐压屏蔽瞄准玻璃，其特征在于：光子带隙结构层的Ag-ITO-Ag多层膜结构，由厚度分别为10nm、5nm、10nm的Ag薄膜与ITO薄膜进行迭代制成。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种透明陶瓷基底的高屏效高透光耐温耐压屏蔽瞄准玻璃，其特征在于：所述Nb2O5为高折射率材料，所述SiO2为低折射率材料。
6.根据权利要求1所述的一种透明陶瓷基底的高屏效高透光耐温耐压屏蔽瞄准玻璃，其特征在于：在多靶磁控溅射镀膜技术镀膜过程中，用作溅射源的ITO、Ag、Nb2O5与SiO2的纯度至少为99.99％。
7.根据权利要求6所述的一种透明陶瓷基底的高屏效高透光耐温耐压屏蔽瞄准玻璃，其特征在于：在多靶磁控溅射镀膜技术镀膜过程中，使用氩气和氧气为溅射工艺气体。
8.根据权利要求6所述的一种透明陶瓷基底的高屏效高透光耐温耐压屏蔽瞄准玻璃，其特征在于：ITO薄膜的溅射工艺条件为温度为350℃，溅射功率为1500W，Ar流量为50SCCM，Ar流量为0.5SCCM。
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